数字电子技术 9787301169483 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋卫海，杨现德 著

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出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301169483

商品编码：29623572785

包装：平装

出版时间：2010-03-01

图书基本信息
图书名称	数字电子技术	作者	宋卫海,杨现德
定价	30.00元	出版社	北京大学出版社
ISBN	9787301169483	出版日期	2010-03-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.422Kg

内容简介

本书凝聚了编者多年的教学积累和精华，充分体现了高职高专教育的特点，理论知识以“必需、够用”为原则，突出应用性、针对性、实用性。此外，本书知识结构合理、重点突出，做到了理论和实际相结合，每一章都有相应的实验或实训。全书共分9章。章是数字电路概述，第2章是逻辑代数基础，第3章是逻辑门电路，第4章为组合逻辑电路，第5章是触发器，第6章是时序逻辑电路，第7章是555定时器与脉冲产生电路，第8章是存储器与可编程逻辑器件，第9章是数／模和模／数转换器。 本书适合作为高职高专院校的电子通信、电气自动化、机电一体化类专业的教材，也可供从事这方而工作的工程技术人员参考。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

《数字电子技术》（ISBN: 9787301169483）图书简介 引言： 数字电子技术，作为现代信息技术的核心基石，渗透于我们生活的方方面面。从智能手机的芯片到庞大的数据中心，从家用电器到尖端航空航天设备，数字电路的设计与应用无处不在。它是一门研究如何利用数字信号（高电平与低电平，通常代表1和0）来处理、存储和传输信息的学科。掌握数字电子技术，不仅是理解现代科技运转机制的关键，更是投身于电子工程、计算机科学、通信工程等领域不可或缺的专业技能。本书旨在为读者提供一个全面、深入且系统性的数字电子技术学习体验，从基础概念的建立，到复杂系统的设计，层层递进，力求让每一位读者都能扎实地掌握这门重要技术。 第一部分：数字电路基础 1. 数字信号与模拟信号： 概念辨析： 本部分将首先清晰地阐述数字信号与模拟信号的本质区别。模拟信号是连续变化的，其值可以取任意中间数值（如电压、电流的平滑变化），而数字信号则是离散的，只能取有限的几个特定值（通常是两个，即高电平与低电平，对应二进制的1和0）。 优势与劣势： 深入分析数字信号在抗干扰性、信息精度、易于存储与处理、集成度等方面相对于模拟信号的显著优势，同时也指出其在信号采集与转换过程中可能存在的精度损失。 应用场景： 通过列举生活中的具体例子，如CD/DVD播放器（数字）、收音机（模拟）、数字电视（数字）、传统电话（模拟）等，帮助读者直观理解两类信号的应用领域。 2. 二进制数制与编码： 二进制的引入： 详细介绍二进制数制系统，解释其如何成为数字电路的通用语言。深入讲解二进制数的构成、位权、数值表示方法，以及如何进行二进制数的加、减、乘、除运算。 数制转换： 提供清晰的二进制、十进制、八进制、十六进制之间的转换方法和技巧，并通过大量的例题进行巩固练习。理解不同数制之间的转换是进行数字系统设计和理解数据表示的基础。 编码体系： 重点介绍各种常见的编码方式，包括： 无符号数与带符号数表示： 理解原码、反码、补码的表示方法及其在计算机内部运算中的重要性，特别是补码在减法运算中的简洁性。 BCD码（二进制编码的十进制数）： 介绍BCD码的编码规则，理解其如何将十进制数的每一位用四位二进制数表示，以及其在人机交互界面中的应用。 ASCII码（美国信息交换标准代码）： 讲解ASCII码的结构和用途，理解其如何表示英文字母、数字、标点符号及控制字符，是文本信息处理的基础。 其他编码（可选）： 根据内容深度，可简要介绍格雷码（Gray code）等在特定应用中的编码方式，如在编码器和传感器中减少过渡时产生的错误。 3. 逻辑门电路： 基本逻辑门： 详细介绍AND、OR、NOT三种最基本的逻辑门的功能、逻辑表达式、真值表和图形符号。解释它们在执行逻辑运算时的行为。 通用逻辑门： 介绍NAND（非与）和NOR（非或）门，并重点讲解它们作为“通用逻辑门”的强大能力——仅用NAND门或NOR门即可构建出所有其他逻辑门电路，这在实际集成电路设计中具有重要的经济和技术意义。 其他逻辑门： 介绍XOR（异或）和XNOR（同或）门，解释它们在奇偶校验、加法器等电路中的关键作用。 集成与应用： 通过简单示例，展示如何组合基本逻辑门来实现特定的逻辑功能，为后续更复杂的组合逻辑电路和时序逻辑电路打下基础。 第二部分：组合逻辑电路 1. 布尔代数与逻辑函数化简： 布尔代数基本公理与定理： 介绍布尔代数的基本运算规则，如交换律、结合律、分配律、互补律、同一律、吸收律、德摩根定律等。 逻辑函数的表示： 学习如何用逻辑表达式（最小项之和、最大项之积）来表示一个逻辑功能。 化简方法： 代数化简法： 利用布尔代数定理对逻辑表达式进行化简，减少门电路的复杂性，降低成本和功耗。 卡诺图（Karnaugh Map）： 详细讲解卡诺图的使用方法，包括如何绘制卡诺图，如何对相邻的1（或0）进行圈取，以及如何根据圈取结果写出化简后的逻辑表达式。卡诺图是一种直观有效的逻辑函数化简工具，特别适用于输入变量较少的电路。 Quine-McCluskey方法（可选）： 对于变量较多的情况，可介绍更为系统性的QM方法，虽然计算量较大，但能保证找到最简表达式。 竞争与冒险现象： 探讨在实际电路中，由于门电路传播延迟的不一致可能导致的竞争（race condition）和冒险（glitch/hazard）现象，并介绍消除这些现象的方法，如添加冗余项或使用滤波电路。 2. 组合逻辑电路的设计与分析： 设计流程： 详细阐述从需求分析到最终电路实现的设计流程，包括：功能描述 -> 真值表建立 -> 逻辑函数表达式推导 -> 化简 -> 电路图绘制 -> 实际实现与测试。 常见组合逻辑电路模块： 深入讲解和分析各种重要的组合逻辑电路模块： 编码器（Encoder）： 将多个输入信号编码成一个具有唯一二进制输出的电路，如优先编码器。 译码器（Decoder）： 将一个二进制输入信号译成多个输出信号中的一个激活，如BCD-to-7段显示译码器。 数据选择器（Multiplexer, MUX）： 根据选择信号，从多个数据输入中选择一个并将其输出的电路，常用于信号路由和数据选择。 数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 将一个数据输入信号根据选择信号发送到多个输出中的一个。 加法器（Adder）： 实现二进制加法运算的电路，包括半加器、全加器，以及多位加法器（如行波进位加法器、超前进位加法器），讲解不同加法器在速度和复杂性上的权衡。 减法器（Subtractor）： 基于加法器和补码原理实现减法运算。 比较器（Comparator）： 比较两个二进制数的大小（大于、小于、等于）。 实际应用实例： 通过实际应用案例，如交通灯控制、简单计算器、数据总线选择等，加深读者对组合逻辑电路在实际系统中作用的理解。 第三部分：时序逻辑电路 1. 时序逻辑电路概述： 概念区分： 明确时序逻辑电路与组合逻辑电路的关键区别在于其输出不仅取决于当前的输入，还取决于电路过去的输入信号（即电路具有“记忆”功能）。这种记忆功能是通过存储元件（触发器）实现的。 状态与时钟： 引入“状态”的概念，即电路在某一时刻的内部逻辑值。讲解“时钟”信号在同步时序电路中的作用，它像一个指挥官，统一协调电路的状态变化。 2. 存储元件——触发器（Flip-Flop）： 基本触发器： 介绍SR（Set-Reset）触发器，分析其工作原理、状态转换图、激励表，以及其存在约束状态（S=1, R=1）的问题。 带时钟的触发器： 时钟SR触发器（Clocked SR Flip-Flop）： 引入时钟信号，使其状态只在时钟边沿（上升沿或下降沿）发生变化。 JK触发器（JK Flip-Flop）： 克服SR触发器的约束状态，并引入了翻转（toggle）功能，使其更为通用。 D触发器（D Flip-Flop）： 具有数据锁存功能，输入D的值在时钟边沿被采样并传递到输出Q，是构成寄存器和计数器的基本单元。 T触发器（T Flip-Flop）： 状态翻转触发器，当输入T为1时翻转，为0时保持不变，是构成计数器的一种简便形式。 触发器的状态表、状态图与激励表： 详细讲解如何描述和分析触发器的行为。 3. 同步时序逻辑电路： 状态机（Finite State Machine, FSM）： 引入有限状态机的概念，它是描述和设计时序逻辑电路的有力工具。 米利型（Mealy）状态机与摩尔型（Moore）状态机： 区分这两种状态机的不同之处（输出与输入、状态均有关 vs. 输出仅与状态有关），并讲解它们的设计方法。 时序逻辑电路设计流程： 详细阐述同步时序电路的设计步骤，包括：功能描述 -> 状态定义 -> 状态图绘制 -> 状态分配 -> 真值表建立 -> 逻辑函数推导 -> 电路图实现。 常见同步时序电路： 寄存器（Register）： 用于存储二进制数据的电路，由多个D触发器构成。讲解移位寄存器（左移、右移、双向移位）的应用，如数据传输、串并转换、并行输出等。 计数器（Counter）： 用于对脉冲信号进行计数的电路。 异步计数器（Ripple Counter）： 结构简单，但速度受链式触发器传播延迟限制。 同步计数器（Synchronous Counter）： 所有触发器同时接收时钟信号，速度快，结构复杂。讲解各种同步计数器，如二进制计数器、十进制计数器（BCD计数器）、扭环形计数器（Johnson Counter）、环形计数器（Ring Counter）。 可预置计数器（Presettable Counter）、加减计数器（Up-Down Counter）。 时序信号发生器： 如占空比可调的方波发生器。 应用实例： 通过数码管显示计数器、电子秒表、简单的序列检测器等实例，巩固理论知识。 4. 异步时序逻辑电路（简述）： 特点： 异步电路不依赖全局时钟，其状态变化由输入信号和内部状态的逻辑关系直接触发。 优点与缺点： 速度快（在某些情况下），功耗低；但设计困难，容易出现亚稳态、竞争冒险等问题，分析和调试难度大。 简单实例（可选）： 简要介绍如异步SR触发器或简单的异步计数器，以说明其基本概念，并强调其在实际应用中的局限性。 第四部分：数字集成电路与系统 1. 数字集成电路基础： 集成电路（IC）的优势： 介绍集成电路的体积小、功耗低、速度快、可靠性高、成本低廉等优点，以及它在现代电子设备中的核心地位。 TTL（晶体管-晶体管逻辑）与CMOS（金属氧化物半导体场效应晶体管）逻辑系列： 详细介绍这两种主流数字逻辑器件的电路结构、工作原理、主要电参数（如电源电压、噪声容限、传播延迟、功耗）以及它们之间的比较与选择。CMOS因其低功耗特性在当今占据主导地位。 基本逻辑门和集成芯片： 介绍常见的74系列TTL芯片和4000系列CMOS芯片，了解它们的功能和引脚定义，如何通过组合这些标准芯片构建复杂的数字系统。 2. 可编程逻辑器件（PLD）： 概念： 介绍PLD是一种可编程的集成电路，其内部逻辑门阵列可以通过编程来定义其功能，从而实现灵活的定制化设计。 主要类型： PROM（可编程只读存储器）： 早期形式，一次编程。 PLA（可编程逻辑阵列）： 具有可编程的与阵列和或阵列。 PAL（可编程阵列逻辑）： 具有固定的与阵列和可编程的或阵列。 CPLD（复杂可编程逻辑器件）： 集成了多个宏单元和中断连线，能够实现更复杂的逻辑功能。 FPGA（现场可编程门阵列）： 结构最为复杂，拥有大量的逻辑单元（LCs）、可配置输入/输出块（IOBs）、丰富的布线资源和嵌入式存储器/DSP块，是实现高度定制化和大规模数字系统的强大平台。 设计流程： 介绍使用硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，进行PLD设计的流程。 3. 半导体存储器： 存储器分类： 按存取方式（随机存取RAM，顺序存取ROM）、读写特性（读出型ROM，读写型RAM）进行分类。 ROM（只读存储器）： 掩膜ROM（MROM）： 厂家生产时固化。 PROM： 用户一次性编程。 EPROM（可擦除可编程ROM）： 通过紫外线擦除。 EEPROM（电可擦除可编程ROM）： 通过电信号擦除，支持字节擦除/写入。 Flash存储器： EEPROM的改进型，支持块擦除/写入，速度更快，密度更高，广泛应用于固态硬盘、U盘等。 RAM（随机存取存储器）： SRAM（静态RAM）： 速度快，价格高，用于CPU缓存。 DRAM（动态RAM）： 价格低，密度高，速度相对慢，需要刷新，用于系统内存。 存储器组织与寻址： 讲解存储器的字线、位线、地址线，以及如何通过地址线选择特定的存储单元。 4. 数字系统设计实例（综合应用）： 简单的微处理器结构（概念）： 简要介绍CPU的基本组成（控制器、运算器、寄存器）和工作流程，展示数字逻辑在构建计算核心中的作用。 数据采集与处理系统（模型）： 结合A/D转换器（虽然是模拟前端，但输出是数字信号）、寄存器、计数器、简单逻辑控制器等，构建一个基础的数据采集与处理流程。 通信系统模块（模型）： 如简单的移位寄存器用于串并转换，或简单的编码器/译码器在数据传输中的应用。 嵌入式系统概述： 介绍嵌入式系统如何将微处理器、存储器和输入/输出接口集成到一个小型设备中，以及数字电子技术在其中的核心作用。 结语： 本书通过由浅入深、循序渐进的方式，系统地介绍了数字电子技术的核心概念、基本原理、关键电路模块以及现代数字集成电路的发展。读者在学习过程中，不仅能够理解数字世界的运转逻辑，更能掌握设计和分析数字电路的能力。无论是初学者入门，还是专业人士进阶，本书都将是您探索数字电子技术广阔天地的重要伴侣。掌握了这些知识，您将能够更好地理解和参与到日新月异的科技创新浪潮中。

评分☆☆☆☆☆

我近期翻阅的《高级机器学习算法解析》这本书，风格相当前卫和学术化，可以说是为资深研究人员准备的饕餮盛宴。这本书的特点是极度注重理论的数学基础和算法的收敛性证明，而不是仅仅停留在应用TensorFlow或PyTorch库的层面。作者对贝叶斯推断的深入剖析，特别是MCMC（马尔可夫链蒙特卡洛）方法的详细推导，让我对概率图模型有了全新的认识。它几乎没有那些“小白友好型”的流程图或简化比喻，而是直接展示了背后的微分几何和优化理论。阅读过程需要极高的专注力，任何一个小的公式跳跃都可能导致整个逻辑链条的断裂。这种硬核的风格，对于那些追求极致性能和理论解释的研究生或算法科学家来说，无疑是无价之宝。它教会我的不是“如何做模型”，而是“为什么这个模型有效，以及在什么条件下它会失效”。虽然过程颇为艰涩，但最终获得的洞察力是那些浅尝辄止的书籍无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本《模拟集成电路设计》真是让人耳目一新！我以前对模拟电路总是感觉云里雾里，觉得那些精密的电阻、电容和晶体管的配合简直是玄学。但这本书，它没有一上来就丢给你一大堆复杂的公式和看不懂的符号，而是用一种非常直观、循序渐进的方式，把那些看似高深的理论知识层层剥开。作者似乎非常懂得初学者的痛点，从最基本的放大器原理讲起，每一步的推导都清晰可见，仿佛有人在你旁边手把手地教你。特别是关于噪声分析那一部分，我一直以为这是最难啃的骨头，但通过书中的实例和图示，我竟然能理解那些微弱的信号是如何被放大和处理的。而且，这本书的排版设计也值得称赞，图文并茂，关键概念的总结也很到位，读起来一点都不枯燥，反而有一种探索未知的乐趣。对于想真正掌握模拟电路精髓的工程师或者学生来说，这本书绝对是案头的必备良书，能帮你建立起坚实而扎实的理论基础，避免掉入只知其然不知其所以然的误区。

评分☆☆☆☆☆

对于一个刚踏入计算机图形学领域的初学者来说，《基于物理的渲染技术》这本书简直是打开了新世界的大门。我过去总以为渲染不过是光照和贴图的组合，但这本书彻底颠覆了我的认知。它从最底层的电磁学原理和光的波粒二象性讲起，详尽地介绍了微表面理论（Microfacet Theory）和BRDF（双向反射分布函数）的数学模型。作者花费了大量篇幅解释了如何用数学精确地描述粗糙表面、各向异性材料（比如拉丝金属）的光学特性，而不是简单地依赖经验参数。书中的章节安排非常巧妙，先建立起物理基础，然后逐步过渡到高效的数值积分方法，比如路径追踪（Path Tracing）和光子映射（Photon Mapping）。虽然涉及了不少积分和线性代数，但作者通过大量的渲染方程示意图，将抽象的数学概念具象化了。这本书的价值在于，它让你能够真正“理解”光线在三维空间中的行为，从而创造出具有真实感和可预测性的视觉效果，是想成为专业渲染工程师的必读之作。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚接触了《嵌入式系统软硬件协同设计》，这本书的实用性简直爆表！我之前看过的很多教材，要么是纯理论的“高冷范儿”，要么是代码堆砌的“速成班”，都不够全面。但这一本，它成功地在底层硬件接口和上层应用软件开发之间架起了一座坚实的桥梁。作者的视角非常宏大，从系统架构的选型开始，就深入浅出地分析了不同微控制器（MCU）的优缺点，这一点非常实际，避免了我们自己在项目初期走弯路。最让我印象深刻的是，书中关于实时操作系统（RTOS）调度的那几章，它不仅仅停留在讲解概念，而是结合具体的任务调度案例，手把手教你如何优化中断响应时间和任务优先级，这对于开发对时间敏感的工业控制或医疗设备至关重要。而且，书里提供的那些代码示例，结构清晰，注释详尽，我可以直接拿来修改并应用到我的项目中，大大缩短了我的开发周期。如果说有什么不足，可能就是对于某些特定领域的物联网（IoT）协议讲解可以更深入一些，但瑕不掩瑜，它已经是目前市面上最好的软硬件结合教材之一了。

评分☆☆☆☆☆

《信号与系统分析进阶》这本书，对于我这个已经工作了好几年，但总感觉理论知识不够系统的工程师来说，简直是一剂强心针。它没有浪费笔墨在那些高中就学过的傅里叶级数这种基础内容上，而是直奔主题，专注于更高阶的分析工具和方法论。这本书的深度非常可观，它对Z变换和拉普拉斯变换的深入探讨，以及如何利用这些工具来分析离散时间系统的稳定性，简直是教科书级别的阐述。我尤其欣赏作者在引入现代信号处理算法时所展现出的那种严谨的数学功底，同时又不失工程实践的灵活性。它促使我重新审视过去项目中遇到的那些“黑箱”问题，比如为什么某个滤波器在特定频率下会产生振荡，通过书中的内容，我找到了根本原因。这本书的阅读体验是挑战性与成就感并存的，它要求你静下心来，用数学的语言去“看”信号的本质，而不是仅仅停留在波形的可视化层面。读完后，我感觉自己对数字通信和控制理论的理解提升了一个量级。